KR20180017366A - IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템 및 방법 - Google Patents

IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

IoT(internet of things) 기반 실내 공기질 측정 시스템 및 방법이 개시된다. 실내에 설치되어 USN(ubiquitous sensor network)을 형성하며, 실내 공기질을 측정하여 개방형 네트워크를 통해 송신하는 복수의 공기질 USN 노드(ubiquitous sensor network node); 상기 공기질 USN 노드에서 측정된 실내 공기질을 개방형 네트워크를 통해 수신하고, 수신된 실내 공기질을 저장하는 데이터베이스 서버; 상기 데이터베이스 서버에 저장된 실내 공기질을 분석하여 실내 공기질 분석 정보를 생성하는 실내 공기질 분석 서버를 구성한다. 상술한 IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템 및 방법에 의하면, 실내에 USN 기반의 센서 노드를 설치하여 원격 송신하면 자동으로 공기질을 분석하여 사용자 스마트 폰으로 제공하도록 구성됨으로써, 누구든지 편리하게 공기질을 쉽게 알 수 있고 그 구축 비용도 절감되는 효과가 있다. 특히, 이동 중인 사용자는 현재 GPS 위치 정보를 송신하여 해당 지역의 실내 공기질 분석 정보를 실시간 제공받도록 구성됨으로써, 어느 곳에 있든지 쉽게 공기질을 인식할 수 있는 효과가 있다.

Description

IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF MEASURING INDOOR AIR QUALITY BASED ON INTERNET OF THINGS}
본 발명은 공기질 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 IoT(internet of things) 기반 실내 공기질 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도시가 개발되고 고도화될수록 대기 오염이 심각해지고 인체의 건강에 상당한 악영향을 미치고 있다.
빌딩(buiding)이나 지하철 역사, 공항 등의 크고 다양한 건축 구조물이 늘어남에 따라 이러한 구조물의 실내 공기질 역시 상당한 문제가 되고 있다.
자동차 배기 가스나 오염 먼지보다 환기가 제대로 이루어지지 못하는 실내 공기질이 오히려 건강에 더 악영향을 미칠 수도 있다. 다양한 호흡기 질환은 유전적 요인보다도 오히려 환경적 요인에 의해 더 영향을 많이 받고 있으며, 이러한 환경 오염은 치명적인 질병으로 이어질 수 있는 점에서 매우 중요한 사안이다.
등록특허공보 10-2016-0004512는 이러한 공기질 측정에 대해 개시하고 있다. 그러나, 이는 건물 각각에 대한 지엽적인 공기질 측정과 제어에 한정되어 있으며, 이러한 공기질 측정과 제어에 상당한 비용과 관리가 요구되는 문제점이 있다.
10-2016-0004512
본 발명의 목적은 IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 IoT 기반 실내 공기질 측정 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템은, 실내에 설치되어 USN(ubiquitous sensor network)을 형성하며, 실내 공기질을 측정하여 개방형 네트워크를 통해 송신하는 복수의 공기질 USN 노드(ubiquitous sensor network node); 상기 공기질 USN 노드에서 측정된 실내 공기질을 개방형 네트워크를 통해 수신하고, 수신된 실내 공기질을 저장하는 데이터베이스 서버; 상기 데이터베이스 서버에 저장된 실내 공기질을 분석하여 실내 공기질 분석 정보를 생성하는 실내 공기질 분석 서버를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 실내 공기질 분석 서버는, 상기 분석된 실내 공기질을 실시간으로 사용자 스마트 폰으로 송신하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 실내 공기질 분석 서버는, 상기 공기질 USN 노드에서 측정된 실내 공기질을 이용하여 실내 공기질 3D 맵(3-dimensional map)을 생성하고, 생성된 실내 공기질 3D 맵을 상기 사용자 스마트 폰으로 제공하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 공기질 USN 노드는, 라돈(Radon), 이산화탄소, 일산화탄소, 미세 먼지 및 오존을 측정하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 IoT 기반 실내 공기질 측정 방법은, 실내에 설치되어 USN(ubiquitous sensor network)을 형성하는 복수의 공기질 USN 노드가 실내 공기질을 측정하여 개방형 네트워크를 통해 데이터베이스 서버로 송신하는 단계; 상기 데이터베이스 서버가 상기 공기질 USN 노드에서 측정된 실내 공기질을 개방형 네트워크를 통해 수신하고, 수신된 실내 공기질을 저장하는 단계; 실내 공기질 분석 서버가 상기 데이터베이스 서버에 저장된 실내 공기질을 분석하여 실내 공기질 분석 정보를 생성하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 실내 공기질 분석 서버가 상기 분석된 실내 공기질을 실시간으로 사용자 스마트 폰으로 송신하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 실내 공기질 분석 서버가 상기 공기질 USN 노드에서 측정된 실내 공기질을 이용하여 실내 공기질 3D 맵(3-dimensional map)을 생성하고, 생성된 실내 공기질 3D 맵을 상기 사용자 스마트 폰으로 제공하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 실내에 설치되어 USN(ubiquitous sensor network)을 형성하는 복수의 공기질 USN 노드가 실내 공기질을 측정하여 개방형 네트워크를 통해 데이터베이스 서버로 송신하는 단계는, 상기 공기질 USN 노드가 라돈(Radon), 이산화탄소, 일산화탄소, 미세 먼지 및 오존을 측정하도록 구성될 수 있다.
상술한 IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템 및 방법에 의하면, 실내에 USN 기반의 센서 노드를 설치하여 원격 송신하면 자동으로 공기질을 분석하여 사용자 스마트 폰으로 제공하도록 구성됨으로써, 누구든지 편리하게 공기질을 쉽게 알 수 있고 그 구축 비용도 절감되는 효과가 있다.
특히, 이동 중인 사용자는 현재 GPS 위치 정보를 송신하여 해당 지역의 실내 공기질 분석 정보를 실시간 제공받도록 구성됨으로써, 어느 곳에 있든지 쉽게 공기질을 인식할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 실내 공기질 측정 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템(100)은 공기질 USN 노드(ubiquitous sensor node)(110), 데이터베이스 서버(database server)(120) 및 실내 공기질 분석 서버(130)를 포함하도록 구성될 수 있다.
IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템(100)은 실내에 공기질 USN 노드(110)를 설치하여 실내 공기질을 측정하고 개방형 네트워크를 통해 송신하기만 하면, 실내 공기질 분석 정보, 곳곳의 실내 공기질을 알 수 있는 실내 공기질 3D 맵(3-dimensional map)을 사용자 스마트 폰(10)을 통해 제공받을 수 있도록 구성된다.
또한, IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템(100)은 사용자가 이동 중인 경우에도 사용자 스마트 폰(10)의 GPS(global positioning system) 위치 정보를 이용하여 현재 위치의 실내 공기질을 사용자 스마트 폰(10)으로 실시간 제공하도록 구성하여 누구든지 실내 공기질을 인지하여 건강에 유의할 수 있도록 하는 환경을 제공할 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
공기질 USN 노드(110)는 실내에 설치되어 USN(ubiquitous sensor network)을 형성하도록 구성될 수 있다.
공기질 USN 노드(110)는 실내 곳곳의 실내 공기질을 측정하도록 구성될 수 있다. 여기서, 공기질 USN 노드(110)는 라돈(Radon), 이산화탄소, 일산화탄소, 미세 먼지 및 오존 등을 측정하도록 구성될 수 있다.
공기질 USN 노드(110)는 지그비(zigbee) 또는 블루투스(Bluetooth), 와이파이(wifi) 등의 근거리 무선 통신 방식으로 위 측정된 실내 공기질을 실시간으로 무선 송신하도록 구성될 수 있다. 이때, 공기질 USN 노드(110)는 실내 공기질과 함께 공기질 USN 노드(110)가 설치된 정확한 위치 또는 ID(identification)의 정보를 함께 송신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 위치는 건물은 물론 건물의 층수, 호수 등까지도 세세하게 설정되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 정확한 3차원 좌표 정보로 구성되는 것이 바람직하다. 더불어 그 측정 일시도 함께 송신하도록 구성될 수 있다.
이러한 실내 공기질은 공기질 USN 노드(110)의 위치 정보나 ID 등과 함께 개방형 네트워크를 통해 실시간으로 데이터베이스 서버(120)로 송신될 수 있다.
데이터베이스 서버(120)는 실내 공기질을 수신하여 저장하며, 해당 위치 정보나 ID 그리고 3차원 좌표 정보를 함께 저장하도록 구성될 수 있다. 그리고 그 측정 일시도 함께 저장하도록 구성될 수 있다.
실내 공기질 분석 서버(130)는 데이터베이스 서버(120)에 저장된 실내 공기질을 분석하여 실내 공기질 분석 정보를 생성하도록 구성될 수 있다.
여기서, 실내 공기질 분석 정보는 실내 공기질의 오염도, 성분, 습도 등이 포함될 수 있다.
실내 공기질 분석 서버(130)는 앞서 생성된 실내 공기질 분석 정보를 실시간으로 미리 설정된 사용자 스마트 폰(10)으로 송신하도록 구성될 수 있다.
사용자는 사용자 스마트 폰(10)을 통해 특정 공간의 실내 공기질 분석 정보를 실시간 확인할 수 있다.
한편, 실내 공기질 분석 서버(130)는 공기질 USN 노드(110)에서 측정된 실내 공기질을 이용하여 실내 공기질 3D 맵(3-dimensional map)을 생성하도록 구성될 수 있다.
여기서, 실내 공기질 3D 맵은 특정 구조물의 실내 공간 전체와 같이 구조물별로 생성될 수 있다. 예를 들어, 어느 한 건물, 지하철 역사, 공항, 터널(tunnel) 등이 될 수 있다. 이렇게 생성된 실내 공기질 3D 맵은 미리 설정된 사용자 스마트 폰(10)으로 실시간 송신될 수 있다.
다른 한편, 실내 공기질 분석 서버(130)는 사용자 스마트 폰(10)으로부터 GPS(global positioning system) 위치 정보를 실시간 수신하도록 구성될 수 있다. 사용자가 다른 특정 실내 공간으로 이동한 경우, 실내 공기질 분석 서버(130)는 그 이동 공간의 실내 공기질에 대한 정보를 사용자 스마트 폰(10)으로 실시간으로 제공하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 실내 공기질 측정 방법의 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 먼저 실내에 설치되어 USN(ubiquitous sensor network)을 형성하는 복수의 공기질 USN 노드(110)가 실내 공기질을 측정하여 개방형 네트워크를 통해 데이터베이스 서버(120)로 송신한다(S101).
여기서, 공기질 USN 노드(110)가 라돈(Radon), 이산화탄소, 일산화탄소, 미세 먼지 및 오존을 측정하도록 구성될 수 있다.
다음으로, 데이터베이스 서버(120)가 공기질 USN 노드(110)에서 측정된 실내 공기질을 개방형 네트워크를 통해 수신하고, 수신된 실내 공기질을 저장한다(S102).
다음으로, 실내 공기질 분석 서버(130)가 데이터베이스 서버(120)에 저장된 실내 공기질을 분석하여 실내 공기질 분석 정보를 생성한다(S103).
다음으로, 실내 공기질 분석 서버(130)가 생성된 실내 공기질 분석 정보를 실시간으로 사용자 스마트 폰(10)으로 송신한다(S104).
다음으로, 실내 공기질 분석 서버(130)가 공기질 USN 노드(110)에서 측정된 실내 공기질을 이용하여 실내 공기질 3D 맵(3-dimensional map)을 생성하고, 생성된 실내 공기질 3D 맵을 사용자 스마트 폰(10)으로 제공한다(S105).
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 공기질 USN 노드
120: 데이터베이스 서버
130: 실내 공기질 분석 서버

Claims (8)

  1. 실내에 설치되어 USN(ubiquitous sensor network)을 형성하며, 실내 공기질을 측정하여 개방형 네트워크를 통해 송신하는 복수의 공기질 USN 노드(ubiquitous sensor network node);
    상기 공기질 USN 노드에서 측정된 실내 공기질을 개방형 네트워크를 통해 수신하고, 수신된 실내 공기질을 저장하는 데이터베이스 서버;
    상기 데이터베이스 서버에 저장된 실내 공기질을 분석하는 실내 공기질 분석 서버를 포함하는 IoT(internet of things) 기반 실내 공기질 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실내 공기질 분석 서버는,
    상기 분석된 실내 공기질을 실시간으로 사용자 스마트 폰으로 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 실내 공기질 분석 서버는,
    상기 공기질 USN 노드에서 측정된 실내 공기질을 이용하여 실내 공기질 3D 맵(3-dimensional map)을 생성하고, 생성된 실내 공기질 3D 맵을 상기 사용자 스마트 폰으로 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 공기질 USN 노드는,
    라돈(Radon), 이산화탄소, 일산화탄소, 미세 먼지 및 오존을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 실내 공기질 측정 시스템.
  5. 실내에 설치되어 USN(ubiquitous sensor network)을 형성하는 복수의 공기질 USN 노드가 실내 공기질을 측정하여 개방형 네트워크를 통해 데이터베이스 서버로 송신하는 단계;
    상기 데이터베이스 서버가 상기 공기질 USN 노드에서 측정된 실내 공기질을 개방형 네트워크를 통해 수신하고, 수신된 실내 공기질을 저장하는 단계;
    실내 공기질 분석 서버가 상기 데이터베이스 서버에 저장된 실내 공기질을 분석하여 실내 공기질 분석 정보를 생성하는 단계를 포함하는 IoT(internet of things) 기반 실내 공기질 측정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 실내 공기질 분석 서버가 상기 분석된 실내 공기질을 실시간으로 사용자 스마트 폰으로 송신하는 단계를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 실내 공기질 측정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 실내 공기질 분석 서버가 상기 공기질 USN 노드에서 측정된 실내 공기질을 이용하여 실내 공기질 3D 맵(3-dimensional map)을 생성하고, 생성된 실내 공기질 3D 맵을 상기 사용자 스마트 폰으로 제공하는 단계를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 실내 공기질 측정 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 실내에 설치되어 USN(ubiquitous sensor network)을 형성하는 복수의 공기질 USN 노드가 실내 공기질을 측정하여 개방형 네트워크를 통해 데이터베이스 서버로 송신하는 단계는,
    상기 공기질 USN 노드가 라돈(Radon), 이산화탄소, 일산화탄소, 미세 먼지 및 오존을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT 기반 실내 공기질 측정 방법.
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